Алгоритми для пошуку землетрусів визначають інсульт в людському мозку

На відміну від існуючих методів візуалізації мозку - МРТ, КТ або ПЕТ - технологія може застосовуватися для

візуалізації будь-якого пацієнта та придатна дляпостійного спостереження, зокрема й у відділеннях інтенсивної терапії. Технологія може бути представлена ​​портативному пристрої, яким можна оснастити карети швидкої допомоги.

Дослідники впевнені, що їхня технологія будебезпечної, оскільки звукові хвилі вже використовуються для ультразвукового сканування, а принцип, пропонований ними, використовує аналогічні частоти звуку. Ультразвук не може легко проникнути через кістку, в той час як новий пристрій, призначене для носіння у вигляді шолома, здатне подолати цей бар'єр.

Новий підхід представляє особливу цінність дляпацієнтів, обстежуваних на предмет інсульту, що є другою за поширеністю причиною смерті і найпоширенішою причиною неврологічної інвалідності у дорослих. Саме в разі інсульту необхідна швидка, універсально застосовна і високоякісна візуалізація. Особливий інтерес представляє той факт, що ця ж технологія застосовується в спостереженні за сейсмічною активністю.

Доктор Луїс Гуаш з Імперського департаменту наукпро Землю і інженерних наук розповідає: «Техніка візуалізації, яка вже зробила революцію в одній області - сейсмічної обробці, тепер може кардинально змінити іншу - візуалізацію мозку».

Професор Брайан Уїльямс, директор Центрубіомедичних досліджень в Каліфорнійському університеті, додає: «Це надзвичайно важливе досягнення в галузі візуалізації мозку, що має величезний потенціал для забезпечення доступного дослідження в звичайній клінічній практиці - для оцінки пошкоджень при травмі голови, інсульті та інших захворювання головного мозку».

Вчені використовують сейсмічні дані іобчислювальний алгоритм, званий повної інверсією форми хвилі, щоб відобразити внутрішню частину Землі. Сейсмічні дані від детекторів землетрусів (сейсмометрів) включені в алгоритми, які витягують тривимірні зображення земної кори. Їх можна використовувати для прогнозування землетрусів і пошуку резервуарів нафти і газу.

Цей підхід адаптували до медичноївізуалізації, розробивши метод, який використовує звукові хвилі з кінцевою метою - отримання зображень мозку з високою роздільною здатністю. Розробники сконструювали шолом, оснащений безліччю акустичних перетворювачів, кожен з яких посилає звукові хвилі через череп. Енергія ультразвуку, що поширюється через голову, реєструється і подається через шолом в комп'ютер. Потім використовуються ті ж алгоритми для аналізу реверберації звуку по всьому черепу, створюючи тривимірне зображення.

Дослідники перевірили свій шолом на здоровомудобровольці і виявили, що якість записаних сигналів було достатнім для алгоритму генерації детального зображення, і вони впевнені, що розсіяна енергія від мозку буде інтерпретується. Використовуючи комп'ютерне моделювання, вони також виявили, що можуть отримувати зображення з високою роздільною здатністю з досить низькими частотами звуку, щоб проникати в череп з безпечної інтенсивністю.

Вони також створили докладні комп'ютернісимуляції, засновані на властивостях різних типів тканини людського мозку, щоб встановити, що звукові хвилі будуть ефективні для складання зображень мозку з високою роздільною здатністю.

Доктор Гуаш додає: «Це перший випадок, коли геофізичні алгоритми застосовуються для візуалізації людського черепа. Наша спільна багатопрофільна команда вчених-геофізиків, біоінженерії та неврологів використовує їх для створення безпечного, дешевого і портативного методу генерації тривимірних ультразвукових зображень людського мозку ».